CA1294604C - Dispositif de reglage a distance de l'orientation relative de deux troncons d'une colonne - Google Patents

Abstract

Société dite : SMF INTERNATIONAL Société dite : INSTITUT FRANCAIS OU PETROLE Dispositif de réglage à distance de l'orientation relative de deux tronçons d'une colonne DU CONTENU TECHNIQUE DE L'INVENTION Le dispositif est constitué par un raccord coudé (14) à angle variable intercalé entra les extrémités (12, 13) de deux tronçons successifs d'une colonne. Le raccord (14) comporte un premier élément tubulaire rectiligne (14a) et un Second élément tubulaire rectiligne (14b) fixe sur l'élément (14a) et monté rotatif par rapport à l'élément (14a) autour d'un axe (16). L'axe de l'élément tubulaire (14) fait un angle non nul avec l'axe (18) du premier tronçon de la colonne. Les parties d'extrémité des éléments (14a, 14b) sont décalées radialement par rapport à l'axe (18) de la colonne de forage et reliées, au premier tronçon (12) et au second tronçon (13) respectivement, par des raccords tubulaires coudes rigides amovibles (15a, 15b). La présente invention peut être appliquée à une colonne de forage. Figure 3.

Description

L'invention concerne ùn dispositif de regla-ge à distanc~ d~ 1 orientatiOn, par rapport à 1 a~e d'un premi~r tronçon d'une colonne. d'un second tron-,con dispose a la suite du pr~mier. La présente inven-tion p~ut êtra appliquée à une colonne de ~orage com-portant une tête de forage dispose~ à l'extrémite de la colonne de forage proprement dite.
Une colonne de forag~ est constitu~e par un ensemble de tiges ~ubulaires fixses l'une à l'extrémi-té de l'autre, cette colonne portant à son extrémite une tête ds forage comportant un outil et un moteur de fond. La tête dP forage constitue le tronçon inférieur de la colonne qui vient ~n ~ond de trou pendant 1 forage. La colonne de forage proprement dite, form~e par une succession de tiges tubulaires, constitue le tronc,on supérieur dont l'extrémité opposé~ à la tete de forage s~ trouv~ en surface et permet, en parti-culier, l'alimentation de la colonne en fluide de forage. Le fluide de forage circule à l'intérieur de 2n la colonne sur toute sa longueur jusqu'au fond du trou dont il assure le nettoyage et peut psrmQttre egala-ment l'entrainement du moteur de fond. Le moteur de fond entraine à son tour 19 trépan en rotation.
Dan~ la technique du forage, il cst devenu nécessaire de réaliser des forages dirigés, c'est-à-dire des forages avsc modification et réglage de la trajectoire de l'outil de forage.
Pour cela, on a genéralement proposé de ré-gler l'orientation de la tete de forage par rapport à
la colonne proprement dite, grace à un raccord coudé
déterminant l'o.ientation du forage.
Dans la technique la plus ancienne, le rac-cord coudé es~ un raccord rigide dont l'angle est pré-détermine. A chaque fois que 1 on desira modifier la ::

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6~

trajactOire du fora~e, il est nécessaira de remonter la colonne de ferage en surface pour adapter un nou-veau raccord coude don~ l'angle est choisi en fonction de la déviation désiré~.
On a également propos~ des raccords coudas articulés constitues de deux parties tubulaires qui peuvent etre placées soit dans l'alignement l'une de l'autre soit dans une position où leurs a~es font un an~le de valeur determinee. De tel~ raccords articul0s ne permettent donc d'obtenir qu'une seule orientation de la teta de forage par rapport à la colonn0. Lors-qu'on utilise de tels raccords articul&s, il est éga-lemant nécessaire de remonter en surface au moins un élément constitutif du raccord, lorsque la deviati~n désirée n est pas compatiblQ avac l'angla ~ue peuvent former entr0 ell0s les ~eu~ partias du raccord.
Plus récamment, on a propose dans les bre-v~ts français 2.432.07g, 2.453.268, 2.453.269,

2.491.989 et 2.519.8~6, dsposés par l'Institut Fran-çai~ du P0trole, un raccord coude à angle variablecommande a distance qui est intercale entre deux tronçons de la colonne de forage et, génaralement entre la colonna proprament dite et la tete de forage.
Un tel raccord coude permet de régler à distancs l'orientation de la tat~ de forage constituant 10 tronçQn infarieur de la colonne, par rapport à`l'axe du tronSon supérieur dont 1 extrémité se trouve en sur~ace, Le raccord ccudé à angle variabla comporte un premier élément tubulaire rectiligne solidaire du troncon superieur de la co}onns et un second élément tubulaire ractiligne solidaire de l'e~trémité du tronçon in~érieur da la colonna de forage. Le second élement tubulaire ast ~ixé sur le premier et monte rotatif par rapport a ca premier élément autour d'un . ! ' ; ' ~

~3~6~9~

axe ~aisant un angle ~ non nui avec L axe du premier élémsnt tubulaire qui est confondu avec l axe du tronçon supérieur de la colonne par rapport auquel est e~fectuee l orientation du troncon inferieur.
L axe du premier element tubulaire, l axe du second élément tubulaire et 1 aXQ de rotation sont concourants en un mame point. Le sacond élément tubu-laire présente une posi~ion de raférence où son axe est aligné avec l axe du premier elément tubulaire et donc avec l axe de la colonne de forage. Dans cette position du raccord coudé, la colonne de forage est entierement rectiligne.
Des moyens commandés à distance c est-a-dir~
depuis la surface permettent de ~aire tourner le s~-cond elément tubulaire par rapport au premier, autourde son axe de rotation.
Au cours de cette rotation, depuis sa posi-tion de réference, le second élément tubulaire presan-te un désalignement par rapport au premier elément tubulaire qui varie entre 0 et une valeur ma~imale égale à Z ~ . Le désalignament maximal est obtenu en faisant tourner le sacond élément tubulaire de 1~0 autour de son axe de rotation, depuis sa position da re~érence.
La rotation est effectuee par pas successifs d amplitude déterminée, si bien qu on obtient des orientations successives parfaitement detHrminHes du second élément tubulaire par rapport au premier. Le troncon inférieur de la colonne de forage, solidaire du second élément tubulaire et dispose dan3 le prolon-gement axial da cet élément peut donc etre orienté
par rapport a l axe du tronCon superieur confondu avec l a~e du pr~mier élément tubulaire.

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Le deplacement en rota`tion du second élément tubulaire et du ~ronçon inférieur de la colonne de $o-rage ne peut être obtenu qu'après déblocage d'un arbre assurant la liaison en rotation des deux élém~nts du raccord coudé et donc des deux tronçons de la colonne de fora~e.
Les moyen~ de deplacement en ro~ation du se-cond alement tubulaire par rapport au premier son~ gé-néralement actionnés grace à l'effet motcur du fluido d~ forage et commandés depuis la surface par voie électrique ou hydrauli~ue.
La conception mécanique des raccord~ coudes à angle variable telécommandés eQt rendue plus di~fi-cile par le fait que les deux elements tubul~ire~ sont montes rotatifs l un par rapport à l autra autour d un axe de rotation distinct des axes des deux éléments tubulaires.
Le raccord coudé doit, de plus, assurer la continuité de passage du fluide de forage dans la co-lonne.
Le raccord coude ast donc une piece dont lafabrication est délicate at le cout tres eleve.
En outre, le raccord coude doit etre conçu pour l'obtention d'un d~salignement maximal détermin0 entre le~ deux tronçons de la colonne de forage. Dans le cas ou l'on désire modifier les caractéristiques du raccord coude, c'est-à-dire par exemple dans le cas où
l'on dé~ire augmenter l'angle maximal de dé~aligne-m~nt, il est nécessaire de concevoir et de mettre en ~abrication un nouveau raccord couda.
Il est difficile de prevoir a priori la fa-brication d'une gammu étendue de raccords coudés, pour l'obtention de dé~alignements maximum variables.
Il est ainsi pratiquement impossible de pré-, . . - , , .: , , :-, : ,: ' , .
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3~Z~4~60~

voir une fabrication en série de raccords coudés uti-lisables dans un grand nombre d'applications.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de réglage à distance de l orientation, par rapport à l'axe d'un premier tronçon d'une colonne notamment de forage, d'un second tronçon disposé à la suite du premier, constitué par un raccord coudé à an-gle variable intercalé entre les extrémités correspon-dantes des deux tronçons de la colonne et comportant un premier élément tubulaire rectiligne solidaire de l'exkrémité du premier tronçon et un second élémen~
tubulaire rectiligne solidaire de l'extrémité du se-cond tronçon de la colonne, fixé sur le premier élé-ment et monté rotatif par rapport à ce premier élément autour d un axe faisant un angle ~ non nul avec 1 axe du premier tronçon de la colonne, le dispositi~ com-portant en outre des moyens mecaniques pour solidari-ser en rotation les deux élements tubulaires et des moyens commandés à distance pour déplacer en rotation de manière réglée le second élément par rapport au premier, ce dispositif permettant de simplifier la conception et la réalisation du raccord coudé ~ui peut etre facilement adapté à des angles de désalignement maximum variables, en utilisant des éléments d adapta-tion de structure simple.
Dans ce but, l'axe du premier élément tubu-laire rectiligne fait un angle non nul avec l'axe du premi~r tronson de la colonne et les parties d'extré-mité du premier et du second eléments tubulaires rec-tilignes sont reliées aux parties d'extrémité corres-pondantes du premier et du second tronçons de la co-lonne par l'intermédiaire de raccords tubulaires cou-dés rigides amovibles, chacune de ces parties d extré-mité des éléments tubulaires étant décalée dans une ~ , ~: ;:

direction radiale par rapport a l'axe du premier tron-çon de la colonne.
Afin de bien faire comprendre 1 invention, on va maintenant décrire, à titre d'exernple non limi-tatif, en se référant au~ figures jointes en annexe,plusieurs modes de réalisation d'un dispositif de re-glage suivant l'invention.
La figure 1 est une vue schématique d un raccord coudé à angle variable suivant l'art antérieur dans sa position de référence.
La figure 2 est une vue du raccord coudé de la figure 1 dans sa position de desalignement maximal.
La figure 3 est une vue en élévation d'un raccord coudé à angle variable d'un dispositif de ré~-glage suivant l'invention et suivant un premier modade réalisation.
La figure 3A est une vue schematique mon-trant la structure et le fonctionnement d'un raccord coudé tel que représenté sur la figure 3.
La figure 4 est une vue en élévation d'un raccord coudé d'un dispositif de réglage d'orientation suivant l'invention et suivant un second mode de réa-lisation.
La figure 4A est une vue schematique mon-trant la structure et le ~onctionnement du raccord coudé representé sur la figure 4.
La figure 5 est une vue en élévation d'un raccord coudé d'un dispositif de réglage d'orientation suivant l'invention et suivant un troisieme mode de realisation.
La figure 5A est une vue schématique mon-trant la structure et le fonctionnement d'un raccord coudé tel que représente sur la figure 5.

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~J2~

La figur~ 6 est une VUQ en élevation d'un raccord coude d'un dispositi~ de réglage suivant l'in-vention et suivant un quatri~me mode de réalistion.
Sur la figure 1, on voit une partie d'una colonne de 40rage desiglléa de maniere générale par 1~
repère 1. Cette colonna de forage co~porte un tronçon superieur 2 et un tronçon in~0rieur 3 reliés par l'in-termsdiairQ d un raccord coudé 4 permett~nt d'orienter le tronçon inférieur 3 portant l'outil de forage par rapport à l'axe 5 du tronçon supérieur 2 de la colonne de forage.
Le raccord coudé sc~on l'art antérieur est constitue de dsu~ élements rectilignes tubulaires ~a at 4b rigidement solidaires du tronçon suparieur 2 ~t du tronçon inferieur 3, respectivement. L'élément tu-bulaire inférieur 4b du raccord coudé 4 est fixé sur l'alément tubulaire superieur 4a et monté rotatif par rapport à cet élément tubulaire autour d'un axe 6 cou-pant l'axe 5 ccmmwn à l'element 4a et au tronçon 2 ~n un point 0 et faisant avec c0t axe 5 un angLe ~ non nul. ~e montage à rotation de l'elément 4b sur l'élé-ment ~a est obtenu par l'intermsdiaire d'un palier co-nique ~ représenté de fa~on schématique. L'axe 7 de l'elément 4b qui ast egalement l'axe du tronçon 3 de la colonn~ de forage passe également par le point 0 commun aux axe~ 5 et 6.
Sur la figure 1, le raccord coudé 4 a eté
raprésente dans sa position de reférencQ où les axes 5 et 7 sont alignés.
De~ moYens qui ne 50nt pas représentés mais qui sont décrits dans la~ brevets précités permettent de commandar à distance la deplac*ment en rotation de l'élement 4b par rapport à l'elément 4a, autour de l'axe 6, comms représente pas la ~10che g.

- ~ .
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' ' ' ~2~

En se reportant à là figura 2, on voit qua la rotation ~e l'élément 4b autour de l'axe 6, par pas identiques de valeur ~ amène l'axe 7 dans des posi-tions successives dafinie~ par les points P0, P1. ...
5 P9 . Dans chacun~ de ces positions, l'axe 7 de l'alé-ment 4b et du tronçon in~erieur 3 de la colonne de fo-rage fait, avec l'axe 5 du tronçon supérieur 2 de la colonne de forage, un angle y compris entre 0 et 2~ .
L'angle de desalignement maximum ~ = 2 ~ est obtenu pour un an~le de rotation ~ = 180-, depuis la posi-tion de référenca P0.
Dans le cas d'un dispositi~ selon l'art an-térieur tel que représenté sur lss figuras 1 et 2, l'angle de désalignement maximum 2 ~ dépend donc d~-rectement de la structure de ~ontage des alsments tu-bulaires 4a at 4b par l'intarmédiaire du paliar 8.
La modification da l'angle de debattement maximum nécessite un changement complet du raccord coudé 4 dont la structure est prevue pour un angle de débattement maximal bien détermine.
Sur les figures 3 et 3A, on voit un raçcord coudé suivant l'invention désigne de manière 3anérale par le reperQ 1~. Le raccord 14 est intercale entre l'extrémité inféri~ure du troncon su~erieur 12 d'une colonne de foraga et l'extrémita supérieure du troncon inferieur 13 de cette colonne de forage comportant en particulier le moteur de fond 30 et l'outil de forage 31. Les tronçons 12 et 13 30nt reliés au raccord coudé
1~ par l'intarmédiaire de Piece~ à filetage conique.
Le raccord 14 est constitué par deux élé-ments tubwlaires rectilignes 1~a et 14b et deux rac-cords tubulaire~ coudes rigides 15a at 15b. Ces dif-férents éloments du raccord coudé 14 scnt disposés l'un à la suite de l'autre suivant la direction axiale :

9~6~)4 1~ de la colonne de forage et Gomportent des al~sages 0n concordanre permettant une circulation continue du fluide ~e ~orage à travers le raccord coude 14.
L élament tubulaire supariaur 14a est ralié
rigidement au troncon supérieur 12 d~ la colonne d~
forage par l'in~ermediaire du raccord tubulaire coude 15a qui comporte des par~iQs à ~i~etage conique 19 et 19 permettant de le relier au tronçon 1Z et à 1 éle-ment 14a .espectivement.
De la meme façon, l'él0ment in~érieur 14b est relié d~ façon rigide au tronçon in~éri~ur 1~ de la colonne da forage par l'intermediairQ du raccord tubulaira coude 15b qui comporte des filetages coni--ques 21 et 21 permettant de l~ relier raspectivement à l élément 14b et au tronçon 13.
Sur la figure ~, la raccord lb a ata rapre-sente dans sa position de référsnce où l'axe 20 du tronçon inférieur 13 de la colonne de 4Orage est ali-gné avec l'axe 1 a du tronçon supérieur 12 de cette colonne.
L'elément tubulair0 supérieur 14a comporte un axe 16 4aisant un angle ~ non nul avec 1 axe 1~ du tronçon supérieur 12. L'elament tubulaire inférieur 14b est fixé sur l'élément suparieur 14a et mOntQ ro-tatif sur cet élément par l'intermédiaire d'un palierconique 23 dont l'axe 16 est confondu avec l'axe de l'élément tubulaire 14a faisant un angle ~ avec l'axe 18 du tronçon supérieur 12 de la colonne de forage.
L'axe 22 de l'élément tubulaire inférieur 14b ast également confondu avec l axe 16 at fait ain~i un angle ~ avec l'axe 20 du tronçon inférieur de la colonne de forage.
Les extrémités des élémants 14a et 14b se raccordant aux raccords coudé3 15a et 15b respecti-.

1 0vement sont décalées dans une direction radiale et dans des sens opposæs, par rapport à l ax~ 18, 20 de la colonne de forage.
Sur la ~igure 3A, on a ræprésenté de façon schematique les eléments tubulalres 14a et 14b ainsi qua les raccords coud0s 15a et 15b. L'elément ~ubu-laire inferieur 14b est monté rotatif sur l'élément sup~rieur 14a autour de l'axe 16 commun a ces deux eléments tubulaires. De plus, l axe 16 coupe l axe 18 en un point 0 et définit a~æc l'axe 1 a un plan de sy-métrie du raccord.
Le tronçon supérieur de la colonne de forage représcnta dQ façon schematique par son axe 1~
raccord coude 15a et l'elament tubulaire up~rieus 14a qui sont solidaires 1QS uns de~ autres constitu~nt le~
parties fixes de la colonne de forage pendant le ra-glage d'orientation du tronçvn inferieur representé de facon schématique par son axo 20.
~e réglage d'orientation est obtenu en ~ai-sant tourner l'além3nt tubulaire infésieur 14b autourde l'ax~ 16 du palier 23, Une rotation pas à pas d'am plitude ~ de l'él~m~nt tubulaire 14b par rapport a l'slement 1~a peut être obtenue par un dispositi~ tel que decrit dans les brevets de l'IFP cités précédem-ment dans la prasente demande.
Le raceord coudé 14 pout comporter, comme ilest decrit dans ces brevets, un arbre permettant soit de solidariser en rotation les éléments 14a et 14b soit de déplacer en rotation l'élément 1~b par rapport a l'élement 14a.
L'élément 14b qui est solidaire du tronçon inférieur 13 d'axe 20, par l intermédiaire du raccord coudé 1Sb, antrain~ en rotation ce tronçon inf0rieur dont l'axe 20 est susceptible d occuper successivement ,: , - ~ - . .:

les positions représentees par les points P2, P3, ...
P9, à partir de la position d~ référence P0. Lorsque 1 element 14b a tourné d un angle e = 1 ~0 , l axe 20 occupe la position ~0' représentée par le point P5.
L'axz 20 dans sa posit1on 20' fait un angle égal à
2 ~ avec la direction 18, 20 initiale, c'est-à-dire avec l'axe du tronçon supérieur 12 de la colonne de forage.
Le tronçon inférieur 13 de la colonne de fo-rage comportant le moteur 30 st le trépan de forage 31est donc susceptible d'etre orienté suivant des angles successifs par rapport au tronçon superieur 1~. ces angles de désalignement étant compris entre 0 et 2 ~ , ~ étant l'angle que fait l'axe de rotation 16 aVQc l'axe 18 du tron,con supérieur de la colonne de forage.
Dans le mode de realisation des figure~ 3 et 3A, l'axe de rotation 16 de l'elément 14b par rapport à l'element 14a est diriye suivant l'axe commun aux deux éléments tubulaire 14a et 14b. La conception de ce~ éléments 14a et 14b est donc beaucoup plus simple que celle des élémentc 4a et 4b du dispositif selon 1 art antérieur représenté sur les figures t et 2. De plus, cette conception ne fixe pas la valeur de l'an-gle ~ définissant à son tour le desalignement maxi~al qui peut etre obtenu en utilisant le raccord. Cet an-gle est determiné par la forme donnée aux raccords tu-bulaires coudés rigides 15a et 15b.
Dans le cas clu dispositif représenté sur les figures 3 et 3A, l'axe 16 commun aux éléments 14a et 30 14b définit avec 1 axe 13 de la colonne de forage un plan de symétrie qui est le plan de la figure 3A. Les axes des raccords coudés 15a et 15b se trouvent dan~
le plan et les raccords coudés 15a et 15b sont symé-triques l'un dQ l'autre par rapport à l'axe 1~. Le centre de pivotement 0 autour duquel pivote le tronçon ~- . , :

, ; :

1 Z~L~ 4 inférieur 13 de la colonne de forage qui est à l'in-tersection de l'axe 18 et de l'axe 16 se trouve a éga-le distance des faces de raccordement des élaments 1~a et 14b, c'est-à-dire dans leur plan de jonction, CQS
éléments étant de meme longuaur. aien entendu ceci n'est nullement limitatif at ces eléments peuvant etre de longueur differente, les raccords coudés rigides 15a et 15b étant conçus en conséquence.
Dans le cas reprasenté aux figures 3 et 3A
il est bien évident qu'en changeant les dimensions des raccords tubulaires coudés 15a et 1Sb et ~n gardant leur position symetrique par rapport à l'axe 1~, on peut soit augmenter soit diminuer l'anglc ~ tout en maintenant la position du point O dans le plan da jonction des élements 14a et 14b.
Dans ce cas, les faces de raccordement de3 élément 14a et 14b avec les raccords tubulaires 15a et 1~b respectivement sont décalées radialement par rap-port à l'axe 1~ d'una meme longeur mais dans des sens differents.
Sur les 4igures 4 et ~A, on a represente un second ~ode de realisation d'un raccord coudé dont les élements tubulaires 24a et 24b sont identiques au~
élements 14a et 14b du dispositif représente sur les figures 3 et 3a. L axe de rotation 26 de l'élement tu-bulaire 24b par rapport à l'alément tubulaira 24a est confondu avec l'axe commun aux éléments tubulaires 24a et 24b.
LQS raccords tubulaires coudés rigides 25a et 25b ont une forme et une disposition telles que l'axe 26 fasse un angle ~ non nul avec l'axe ~a du tronçon supérieur de la colonne de forage qui est confondu, dans la position de référence representee sur la figure 4, avQC l axe 29 du troncon inférieur de la colonne de forage.

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~2~

De plu5, comme il est visible sur le¢ figu-res ~ et 4A, l'axe 26 coupe l'axe 28 en un point 0 situe très en dessous des élements tubulaires 24a et 24b montés rotatifs l un par rapport à L'autre. Ce point 0 est situé au voisinage clu moteur d~ fond 30 et un peu au-dessus de l'outll de fora~e 31. Cette disposition qui est obtenua en utilisant un raccord tubulaire intermédiaire 32 pour relier l'élément tubu-laire inférieur 24b et le raccord cou~é 25b par~et de rapprocher sensiblement le centre de pivot~ment 0' du tronçon inférieur de la colonne de forage, de J.'outil de forage 31, C~tte d sposition perme~ de faciliter le réglage et l'e4ficaci~a d'orientation du forage~ Ls raccord tubulaire intermédiaire 32 pourra comporter ~e moteur 30.
Lorsque le moteur de fond est situé au-des-sus d'un raccord coudé rigide 25b, le mouvement de ro-tat.ion pourra être transmis à l'outil de forage par un arbre traversant ce raccord coudé rigide, cet arbre comportant un joint universel.
Sur la 4igure 4A, on a représenté de maniera schematique le tronçon inférieur de la colonne de 4O-rage, par son axe 29.
Lors de la rotation de 180- de l'elément tu-bulaire 24b par rapport à l élément tubulaire 24aautour de l'axe 26, a partir de la position de rafé-rence représentée sur la figure 4, l'axe 29 du tronçon inférieur de la colonne de forage passe de la position 29 à la position 29'. Dans sa position 29', l'axa du tronçon in4érieur de la colonne de forage fait un an-gle égal à 2 ~ avec l'axe 2a du tronçon supérieur.
Dans la disposition représentée sur les fi-gures ~ et SA, les 4aces de raccordement des eléments .
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. ~
24a et 24b sont decal2Qs radialement par rapport à
l axe 28 dans le meme sens ; l'axe 26 qui joint le c~ntre de c0s faces recoupe l'axe 2~ au point 0' situé
très en dessous des éléments 24a at 24b.
Les axas 26 et 28 d~finissent un plan qui est un plan de symatria pour l'ansemble du raccord et qui est le plan de la figure 4A.
Les raecords tubulaires coudes 25a st 25b ont, comme précedemment, des dispositions inv~rsees, ces raccords étant placés de part et d'autre de l'axe 28, grac~ au raccord de grande longueur 32.
Sur la figure 4, on a représenté en pointil-lés la position 33' du palier 33 qu'il serait néces-saire d'adopter pour obtenir un centre de pivotement en 0', dans le cas où l'on voudrait utiliser un rac-cord coudé du type représenté sur les figurQs 3 et 3A
où le centre de pivotement se trouve dans le plan de raccordement des élements tubulaires supérieur 0t in-férieur. On a égalem0nt désigné par 24 a et 24 b les élements tubulaires qui seraient nécessaires dans le cas de l'utilisation d'un dispositif tel que r~présen-te sur les figures 3 et 3A. Il est donc tout-à-4ait évident que la disposition des figures 4 et 4A permet de simplifier considérablem~nt la conception des élé-ments tubulaires rotatifs du raccord couda, tout en déplaçant vers le bas le centre de pivotement.
Ce résultat peut etre obtenu, comme indiqué, en utilisant des éléments 24a et 24b identiques aux éléments 14a et 14b utilises précédemment.
Sur les figures 5 et 5A, on a représente un troisièmz mode de réalisation d'un raccord coudé 44 comportant un element supérieur 44a et un élement in-férieur 44b monté rotatif sur l élement ~a autour de !; :`, "

, 1 ~
l'a~e 46 commun aux él~m~nts tubulaires 44a 0t 44b.
Les faces de raccordement des éléments 44a et 44b aVQC
les raccords coudes corr~spondants 45a et 45b permat-tant de relier les eléments tubulaires 44a et 44b au tronçon superieur et au tronçon in~érieur de la colon-ne de forage respectivement sont decalées d'un mame coté ~e l axe 48 de la colonne de forage. L'axe de ro-tation 46 de 1 elément tubulaire 44b par rapport à
l'élément 44a fait un angle ~ avec l'axa 4~ et coupe cet axe 4a en un point O' situé au vsisinage du moteur de fond 30 de la colonne de forage. On obtient ainsi des avantages similair2s à ceux obtenus dans le cas du dispositif representé sur les 4igur3s 4 et iA.
On a représenté, comme précadamment, sur la figure 5, en pointillés, la position 4~' du palier 43 qu'il serait nécessaire d'utiliser pour obt~nir des rasultats equival~nts avec un dispositif du type re-présente sur les figure~ 3 et 3A. De mema, on a repre-sente en pointill~s la position et la forme du raccord coude 45'b qui devrait se substituer au raccord 45b.
Les element~ 44a et 44b seraient alors ramplacés par les élémants tubulaires 44'a et 44'b. La disposition représentée sur les figures 5 et 5A nécessite simple-m~nt l'utilisation d'un raccord tubulaire rectiligne 42 pour relier le raccord coude 45b au tronçoll infa~
rieur de la colonne da foraga.
Sur la figure 6, on voit un quatrième mode de réalisation d'un raccord coudé à angle variable 54 suivant l'invention.
Ce raccord coudé est constitue comme precé-demment de deux éléments tubulaires rectilignes 54a et 54b et de deux raccords cou~és 55a et 55b.
Le raccord coudé 55a permet un montage de l'elément tubulaire 54a à 1 extremite du tronçon supé-- ~ .

.~:

. ::

rieur d~ la colonne de forage,` de façon que l'a~e 52 de cet élémen~ tubulaire 54a fasse un certain angle ~
non nul avsc 1 axe 58 du tronçon superieur de la co-lonne de forage.
L élément tubulaire 54b est fixé sur 1 élé-ment 54a et monte rotatif sur celui-oi par l'interme-diaire d un palier 53 d axe 56, L'a~e 56 du palier 53, comme dans le cas du dispositif representé sur les fi-gures 1 et 2, fait un angle ~ 1 avec l'axe 52 de l'é-lément tubulaire 54a.
D'autre part, l'axe 56 fait un angle d 2 avsc l'axe 5~ du tronçon supérieur de la colonne de forage. -Sur la figure 6, le raccord coudé a ete r~-presente dans sa position de reférence ou l'axe 58 dutron~on superiaur de la c~lonne de forage est aligné
avec l'axe 60 du tronçon inférieur d0 catte colonne.
Lors de la mise en rotation de l'slement tubulaire inferieur 5~b par rapport à l'élement sup~-rieur 54a, autour de l'axe 56, 1~ tronçon inférieur dela colonne de 40rage sera susceptible ds s'orienter par rapport au tronçon supérieur, avec un axe de desa-lignement ma~imal égal à Z ~ 2.
Le fait d'avoir disposé l'axe 52 de l'élé-ment tubulaire supérieur 54a avec un angle ~ non nulpar rapport à l'axe 5~ du tronçon superieur de la co-lonne de forage en utilisant des raccords de rattra-page coudés 55a et 55b a permis de transformer un dis-positif selon L'art antérieur d'angle ~ 1 en un dispo-sitif selon l invention d angle ~ 2 = d ~ - ~ . dont le désalignement maximal est 2 ~ 2 = 2 ~
Le dispositif suivant l'invention permet donc non seulement de réalis~r une orientation avec un raccord comportant deux élément tubulaireq ayant un , - ~ :
, 6~

axe commun autour duqusl l'un~des éléments est monté
rotatif par rapport à l'autra mais encore de modifier à volonte l'angle maximal da désalignement obtanu à
partir d'un dispositif selon l'art anteri~ur.
Il est donc bien ~vident que le dispositif suivant l'inv0ntion perme~ d'obtenir une grand~ sou-plesse quant au reglage de l'angle maximal de desali-gnement qui peut être obtenu et quant à la position du point de pivotement du tronc,on de la colonne de forage dont on r0alise l'orientation. Comme dans les disposi-tifs selon 1 art anterieur, les deux al0ments tubulai-res du raccord coude peuvent etre solidarisés en rota-tion par un dispositif commande à distance.
Il est bien évident également ~u'on peut utiliser tout dispositif d'actionnement à distance pour réaliser la mise en rotation pas a pas de l'un das éléments tubulaires d'orientation par rapport à
l'autre. Ces moyens d'actionnement pourront être d'un type quelconque ~el ~ue décrit dans les brevets de l'IFP mantionnés ci-dessus.
Ce dispositif peut etre egalement un dispo-sitif d'actionnement à distance tel que décrit dans le brevet Français 2.575.793 de la Societé SMF ~ntarna-tional.
L'axa de rotation das élements tubulair~s rectilignes peut etre non seulement coplanaire à l'ax~
da la colo,nne de forage, comme dans les exemples dé-crits où ces axes se coupent au point de pivotement du raccord, mais encore non coplanaires. Dan~ ce dernier cas, les deux axes n'ont pas de point commun et 1 raccords tubulaires coudés n ont pas da plan de syma-trie commun.
Il est bien evident qu on pourra associor a~
un ensemble constitué par deux éléments tubulaires : . . ................. : :
.
- :

60~

rectiligneS montes rotati~s l'un par rapport à l'autra autour de leur axe commun, tout type de raccord coude et de raccord rectiligne, pour obtenir un angle d'o-ri~ntation voulu de l ax~ de rotation relatif des éle-ments tubulaires par rapport à l'axe c~e la colonne deforage et une position voulue du point de pivotement du tronçon orientable d~ la colonne ~e ~orage, en fonction du résultat rech0rche.
On pourra donc concevoir une fabrication ~n série des eléments tubulaires rsctilignes montés rota-tifs l'un par rapport à l'autr0, ces élém~nts pouvant etre totalem~nt standardisés et la 40urniture d~ rac-cords coudes appropriés permettant l'obtention de di~-ferentes configurations à partir d~s élements rectili-gnes standard. Ces elements rectilignes montés à rota-tion pourront constituer ~es mécanismes complets comportant les moyens de blocage et de mise en rota-tion relative.
Les moyens de liaisons èntre les raccords coudés rigides 15a ; 25a ; 45a ; 55a ; 15b ; 25b ; ~Sb ou 55b et respectivement les élements tubulaires 14a ;
24a ; ~4a ; 54a ; 14b ; 24b ; 44b ou 54b davront per-mettre un repsrage et/ou un calage de la position an-gulaire de ces deux pièces l'une par rapport à
l'autrs.

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Claims (8)

1.- Dispositif de réglage à distance de l'orientation par rapport à l'axe d'un premier tronçon (12) d'une colonne, d'un second tronçon (13) disposé à
la suite du premier, constitué par un raccord coudé à
angle variable (14) intercalé entre les extrémités correspondantes des deux tronçons (12, 13) de la co-lonne et comportant un premier élément tubulaire rec-tiligne (14a) solidaire de l'extrémité du premier tronçon (12) et un second élément tubulaire rectiligne (14b) solidaire de l extrémité du second tronçon (13) de la colonne de forage, fixé sur la premier élément (14a) et monté rotatif par rapport à ce premier élé-ment (14a) autour d'un axe (16) faisant un angle .alpha. non nul avec l'axe (18) du premier tronçon (12) de la co-lonne, le dispositif comportant en outre des moyens commandés à distance pour solidariser en rotation les deux éléments tubulaires (14a, 14b) et des moyens com-mandés à distance pour déplacer en rotation, de maniè-re réglée, le second élément (14b) par rapport au pre-mier (14a), caractérisé par le fait que l'axe (16) du premier élément tubulaire rectiligne (14a) fait un an-gle non nul avec l'axe (18) du premier tronçon (12) de la colonne de forage et que les parties d'extrémité du premier et du second éléments tubulaires rectilignes (14a, 14b) sont reliées aux parties d'extrémité cor-respondantes du premier et du second tronçons (12, 13) de la colonne par l'intermédiaire de raccords tubulai-res coudés rigides (15a, 15b) amovibles, chacune de ces parties d'extrémité des éléments tubulaires (14a, 14b) étant décalée dans une direction radiale par rap-port à l'axe (18) du premier tronçon de la colonne.

2.- Dispositif de réglage d'orientation sui-vant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe (16, 26, 46) du premier élément tubulaire recti-ligne (14a, 24a, 44a) et l'axe (22) du second élément rectiligne (14b, 24b, 44b) sont dans l'alignement l'un de l'autre et que le second élément tubulaire (14b, 24b, 44b) est monté rotatif sur le premier élément tu-bulaire (14a, 24a, 44a) autour de l'axe commun (16, 26, 46) des deux éléments.

3.- Dispositif de réglage d'orientation sui-vant la revendication 2, caractérisé par le fait que les parties d'extrémité du premier élément tubulaire (14a) et du second élément tubulaire (14b) sont déca-lées radialement, de part et d'autre de l'axe (18) du premier tronçon (12) de la colonne de forage, l'axe (16, 22) commun aux deux éléments tubulaires (14a, 14b) qui constitue l'axe de rotation de l'élément tu-bulaire (14b) par rapport à l'élément tubulaire (14a) coupant l'axe (18) du premier tronçon en un point (0) situé entre les parties d'extrémité des éléments tu-bulaires (14a, 14b).

4.- Dispositif de réglage d'orientation sui-vant la revendication 2, caractérisé par le fait que les parties d'extrémité de l'élément tubulaire (24a, 44a) et de l'élément tubulaire (24b, 44b) sont déca-lées radialement par rapport à l'axe (26) du premier tronçon de la colonne, d'un même côté de l'axe (28, 48) de la colonne, l'axe (26, 46) commun aux deux élé-ments tubulaires qui constitue l'axe de rotation du second élément tubulaire (24b, 44b) par rapport au premier (24a, 44a) coupant l'axe (28, 46) de la colon-ne en un point (0') situé dans une position éloignée des éléments tubulaires (24a, 44a) et (24b, 44b).

5.- Dispositif de réglage d'orientation sui-vant la revendication 4, dans le cas où le premier tronçon de la colonne est un tronçon supérieur d'une colonne de forage et le second tronçon un tronçon in-férieur comportant un moteur de fond (30) et un outil de forage (31) à son extrémité inférieure. caractérisé
par le fait que le point (0') commun à l'axe (26) des éléments tubulaires (24a, 24b) et à l'axe (28) du tronçon supérieur de la colonne de forage est situé au voisinage du moteur de fond (30) et de l'outil de fo-rage (31), ce point (0') constituant le centre de pi-votement du tronçon inférieur de la colonne de forage par rapport au tronçon supérieur.

6.- Dispositif de réglage d'orientation sui-vant l'une quelconque des revendications 4 et 5, ca-ractérisé par le fait que le raccord tubulaire coudé
(25b) assurant la liaison avec le second tronçon de la colonne est relié au second élément tubulaire rectili-gne (24b). par l'intermédiaire d'un raccord tubulaire rectiligne (32) ayant pour axe, l'axe (26) commun aux éléments tubulaires (24a, 24b) et une longueur supé-rieure à la distance entre la partie d'extrémité du second élément tubulaire (24b) et le point de pivote-ment (0') situé sur l'axe 128), les raccords tubulai-res coudés (25a, 25b) étant disposés de part et d'au-tre de l'axe (28) du premier tronçon de la colonne, dans le plan de symétrie défini par les axes (26, 28).

7.- Dispositif de réglage d'orientation sui-vant l'une quelconque des revendications 4 et 5, ca-ractérisé par le fait que les raccords tubulaires cou-dés (45a, 45b) de raccordement des éléments tubulaires (44a, 44b) avec le premier tronçon et avec le second tronçon de la colonne respectivement sont disposés d'un même côté de l'axe (48) du premier tronçon de la colonne, dans le plan de symétrie défini par l'axe (48) du premier tronçon et l'axe (46) commun aux deux éléments tubulaires (14a, 44b).

8.- Dispositif de réglage d orientation sui-vant la revendication 1, caractérisé par le fait que le second élément tubulaire (54b) est monté rotatif par rapport au premier élément tubulaire (54a) autour d'un axe (56) différent de l'axe (52) du premier élé-ment tubulaire (54a) et de l'axe du second élément tu-bulaire (54b) faisant un angle .alpha. 2 non nul avec l'axe (58) du premier tronçon de la colonne.